Android系統(tǒng)基于Linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，內(nèi)核作為整個(gè)操作系統(tǒng)的核心，對(duì)下，它負(fù)責(zé)整個(gè)硬件的驅(qū)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件器件的控制管理；對(duì)上，它提供各種系統(tǒng)所需的核心功能。Android系統(tǒng)支持的輸入設(shè)備較多，如按鍵、觸摸屏、手柄等，面對(duì)種類繁雜的輸入設(shè)備，內(nèi)核通過(guò)抽象化的方式來(lái)使得各輸入設(shè)備的的核心處理流程統(tǒng)一化，細(xì)節(jié)處理流程差異化（通過(guò)不同類型的回調(diào)實(shí)現(xiàn)），這就是Input子系統(tǒng)所要完成的內(nèi)容，總結(jié)來(lái)說(shuō)，它在內(nèi)核中主要作用為：

• 規(guī)范化Input Device的定義方式及其數(shù)據(jù)的上報(bào)格式；

• 規(guī)范化Input Handler的定義方式及其需要實(shí)現(xiàn)的回調(diào)；

• 為Input Device和Input Handler提供核心服務(wù)；

• 提供標(biāo)準(zhǔn)化用戶空間接口；

圖1 Input事件處理整體框圖

整體的Input事件處理框圖如圖1所示，本文主要圍繞這張圖來(lái)詳述Input子系統(tǒng)的各個(gè)方面，如定義、初始化、注冊(cè)匹配、事件傳遞、與用戶空間的交互等。介于本人理解有限，如有敘述不當(dāng)?shù)牡胤?#xff0c;還請(qǐng)諒解指出。

一．Input子系統(tǒng)相關(guān)定義

在前序內(nèi)容中，我們提前用到了Input Device、Input Handler等名詞，但還沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)的解釋說(shuō)明。本節(jié)的內(nèi)容旨在了解Input子系統(tǒng)中幾個(gè)重要的結(jié)構(gòu)體定義，以便于Input子系統(tǒng)的后續(xù)介紹。

1.?Input_dev

struct input_dev用來(lái)抽象所有的輸入設(shè)備，由于不同的輸入設(shè)備上報(bào)的事件或形式存在差異，抽象的input_dev必然需要包含差異的內(nèi)容，形成一種x+(y1、y2、y3..)的方式（其中，x為所有輸入設(shè)備共有的成員，y1/y2/y3為輸入設(shè)備差異化成員），所以在實(shí)際的特定輸入設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)工作中，只需要填充部分成員即可完成input_dev的定義。詳細(xì)的成員定義說(shuō)明如下：

2.?Input_handler

struct input_handler用于抽象事件處理，不同的輸入設(shè)備對(duì)應(yīng)的事件處理方式會(huì)存在差異，linux內(nèi)核抽象該結(jié)構(gòu)體保證input事件的處理流程一致，具體的實(shí)現(xiàn)部分通過(guò)input_handler的函數(shù)指針回調(diào)完成，主要包括匹配、建立連接、事件傳遞/過(guò)濾等，具體的成員說(shuō)明如下：

3.?Input_handle

在抽象input_dev和input_handler之后，我們知道一個(gè)input_dev上報(bào)的事件可以被多個(gè)input_handler接收處理，一個(gè)input_handler也可以處理多個(gè)input_dev上報(bào)的事件，這樣多個(gè)input_dev和多個(gè)input_handler之間可能會(huì)形成交織的網(wǎng)狀（如下圖2）。在這種情況下，需要一個(gè)橋梁來(lái)搭建兩者之間的聯(lián)系，兩邊的函數(shù)調(diào)用都可以通過(guò)這個(gè)“中介”進(jìn)行，input_handle就是這個(gè)橋梁。

圖2 device與handler示意圖

Input_handle的定義比較簡(jiǎn)單，各成員說(shuō)明如下：

二．Input子系統(tǒng)相關(guān)流程

主要流程包括input core初始化、input設(shè)備注冊(cè)、input_handler注冊(cè)、input設(shè)備與input_handler匹配、input事件傳遞。

1.?input core初始化

Input core通過(guò)sybsys_initcall注冊(cè)設(shè)定啟動(dòng)等級(jí)，保證其初始化會(huì)早于input設(shè)備和input_handler的注冊(cè)（module_init方式注冊(cè)），在初始化過(guò)程中主要完成：

1）input類注冊(cè)；

2）Proc文件創(chuàng)建，主要用于input_handler和devices信息查看；

3）注冊(cè)字符設(shè)備，主設(shè)備號(hào)為13；

2.?input_dev注冊(cè)

一般而言，Input設(shè)備驅(qū)動(dòng)需要完成設(shè)備的控制和響應(yīng)上報(bào)，其中響應(yīng)上報(bào)是通過(guò)注冊(cè)的input_dev來(lái)完成，所以input_dev的注冊(cè)需要在input設(shè)備驅(qū)動(dòng)的初始化過(guò)程中調(diào)用input_register_device完成，input_register_device執(zhí)行的過(guò)程說(shuō)明如下：

3.?input_handler注冊(cè)

Input handler的注冊(cè)相對(duì)于input設(shè)備的注冊(cè)更為簡(jiǎn)單，在填充struct input_handler后，直接調(diào)用input_register_handler完成handler的注冊(cè)，input_register_handler的處理流程如下：

4.?input_handler與input_dev匹配

Input_handler與input_dev的注冊(cè)最終都會(huì)調(diào)用input_attach_handler完成自己與“相親對(duì)象”的配對(duì)，配對(duì)完成后input_dev、input_handler、input_handle之間的關(guān)系如圖3所示，設(shè)備驅(qū)動(dòng)和事件處理層驅(qū)動(dòng)都可以通過(guò)自身訪問(wèn)到input_handle，然后通過(guò)input_handle訪問(wèn)到自己的“對(duì)象”，具體的匹配代碼說(shuō)明如下：

圖3 input_handle與owner關(guān)系圖

當(dāng)handler中match回調(diào)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)時(shí)只用根據(jù)input_dev中的id與input_handler中id_table包含的id進(jìn)行匹配，如evdev_handler匹配所有Input設(shè)備，故所有的input設(shè)備都可以通過(guò)dev/input/event*路徑獲取原始上報(bào)數(shù)據(jù)。

在匹配成功后會(huì)調(diào)用connect回調(diào)，舉例evdev_handler中的connect內(nèi)容如下：

5.?Input事件傳遞

不同的input設(shè)備上報(bào)的input事件的格式不同，比如觸摸屏上報(bào)input事件時(shí)一般需要上報(bào)手指的id、x坐標(biāo)、y坐標(biāo)等信息（如圖4為B協(xié)議報(bào)點(diǎn)格式， A協(xié)議報(bào)點(diǎn)無(wú)需上報(bào)id，會(huì)在inputReader中重新分配）。

圖4 觸摸屏報(bào)點(diǎn)事件格式

每一個(gè)事件上報(bào)都是通過(guò)input_event接口來(lái)完成，在判定事件類型是否支持后，主要是調(diào)用input_handle_event來(lái)完成：

該接口中，首先根據(jù)type、code判定該事件的disposition，當(dāng)disposition為INPUT_PASS_TO_DEVICE時(shí)，將該事件傳遞給input_dev設(shè)備自身的event函數(shù)處理；當(dāng)disposition為INPUT_PASS_TO_HANDLERS時(shí)，即將該事件傳遞給事件處理層處理，此處一般是將所有的事件存儲(chǔ)在dev的vals數(shù)組中（此處，在disposition為INPUT_SLOT時(shí)表明上次處理的點(diǎn)與本次不同，故多添加一個(gè)ABS_MT_SLOT事件）；當(dāng)disposition為INPUT_FLUSH時(shí)或者傳遞的事件達(dá)到數(shù)組的極限時(shí)才將事件傳遞給事件處理層處理（ input_sync時(shí)，disposition才能取得INPUT_FLUSH這個(gè)值）。

input_get_disposition函數(shù)是將根據(jù)type和code判定事件的disposition，此處只關(guān)心EV_SYN、EV_KEY、EV_ABS事件。EV_KEY事件中當(dāng)設(shè)置了按鍵自動(dòng)重發(fā)時(shí)的value值為2，!!test_bit(code, dev->key) != !!value語(yǔ)句中都進(jìn)行了兩次取反操作是為了避免出現(xiàn)0、1之外的數(shù)據(jù)，如果本次上報(bào)的按鍵事件與上次不同才會(huì)進(jìn)行上報(bào)給事件處理層（dev->key保存了最近按鍵事件的所有狀態(tài)），否則不予處理。

在收到sync事件或者event buffer size接近最大值時(shí)開(kāi)始同步事件，此時(shí)傳遞的為一包事件，input_pass_values接口主要是尋找input_dev設(shè)備對(duì)應(yīng)的handle處理存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，另外設(shè)置的輸入設(shè)備支持EV_REP事件，則會(huì)在此處設(shè)置定時(shí)器自動(dòng)重發(fā)按鍵事件（按鍵值為2）。

所有的input設(shè)備都會(huì)和evdev_handler匹配，此處假設(shè)匹配的handler為evdev_handler，則events指向的函數(shù)為evdev_events：

evdev_pass_values只是將傳過(guò)來(lái)的所有事件存儲(chǔ)在client->buffer中；kill_fasync函數(shù)用于發(fā)送通知事件，告訴上層client->buffer中有數(shù)據(jù)可以讀了。

6.?Input事件傳遞給用戶空間

當(dāng)應(yīng)用層或框架層調(diào)用read函數(shù)讀取/dev/input/event*文件時(shí)，會(huì)調(diào)用evdev_read返回?cái)?shù)據(jù)，其中event_fetch_next_event是判斷client->buffer這個(gè)循環(huán)緩沖區(qū)中的頭尾指針是否相等（相等時(shí)buffer中沒(méi)有數(shù)據(jù)），不相等時(shí)取出一個(gè)input_event類型的事件放入到event中；input_event_to_user函數(shù)是將此事件copy到應(yīng)用層，input_event_size函數(shù)是用來(lái)獲取一個(gè)input_event事件的大小，循環(huán)復(fù)制client->buffer中的事件到應(yīng)用層的buffer中。

上層誰(shuí)會(huì)來(lái)打開(kāi)文件讀這些事件？一種是getevent工具，另外一種是android框架層的inputflinger服務(wù)，其主要會(huì)創(chuàng)建InputReader和InputDispatcher兩個(gè)線程。InputReader負(fù)責(zé)與底層的事件打交道，其先通過(guò)eventHub讀取所有的事件， 然后通過(guò)設(shè)備屬性或事件特征找到對(duì)應(yīng)的mapper處理將底層事件轉(zhuǎn)換為android設(shè)計(jì)的事件類型；InputDispatcher負(fù)責(zé)與窗口打交道，將收到的事件派發(fā)給對(duì)應(yīng)注冊(cè)的窗口。

參考文獻(xiàn)

1.?https://www.cnblogs.com/lifexy/p/7542989.html

2.?https://blog.csdn.net/qq_39937242/article/details/82631165

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Android Input 子系统初探的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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